JP2005120971A - Control device for secondary air supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気系の排気浄化技術に関し、特に、排気浄化装置の上流に2次空気を供給する2次空気供給系の制御装置に関する。 The present invention relates to an exhaust purification technology for an exhaust system of an internal combustion engine, and more particularly to a control device for a secondary air supply system that supplies secondary air upstream of an exhaust purification device.
内燃機関の排気浄化装置として、排気系に触媒を配置し、排気ガス中のCO、HC、NOx成分等を浄化する装置が知られている。さらに、排気管に接続された開閉弁を有する2次空気供給通路を介して排気管内に2次空気を供給して酸素濃度を高めることで、排気ガス中のHC、COを2次燃焼させることで排気ガスの浄化を促進する技術が知られている。 2. Description of the Related Art As an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, a device that arranges a catalyst in an exhaust system and purifies CO, HC, NOx components, etc. in exhaust gas is known. Furthermore, secondary combustion of HC and CO in the exhaust gas is performed by supplying secondary air into the exhaust pipe through a secondary air supply passage having an on-off valve connected to the exhaust pipe to increase the oxygen concentration. A technique for promoting exhaust gas purification is known.
このような場合、排気脈動の影響で排気管に供給した2次空気の一部が燃焼室に流入し、燃焼空燃比が希薄(リーン)になり、エンジンの燃焼が不安定になり、ドライバビリティの悪化(アイドリング不調、ヘジテーション、エンジンストール等)が発生する可能性がある。このような問題点に関連して、以下の公報に開示される技術がある。 In such a case, part of the secondary air supplied to the exhaust pipe due to the exhaust pulsation flows into the combustion chamber, the combustion air-fuel ratio becomes lean, the engine combustion becomes unstable, and drivability (Such as poor idling, hesitation, engine stall, etc.) may occur. In relation to such problems, there is a technique disclosed in the following publications.
実開平5−58817号公報(特許文献1)は、エンジンのマフラ内に酸化触媒を収納し、簡単な構造で2次空気がシリンダ室に逆流するのを防止しながら、排気ガスの浄化・消音装置を小さくしてエンジン外形を小型化する、混合気吸入式エンジンの排気ガスの浄化・消音装置を開示する。この混合気吸入式エンジンの排気ガスの浄化・消音装置は、混合気吸入式エンジンの排気ポートに酸化触媒とマフラとを連通させ、この酸化触媒より上流側で、排気ガス流路に排気ガス浄化用の2次空気供給路を連通させて構成した混合気吸入式エンジンの排気ガスの浄化・消音装置であって、マフラのマフラ本体内で、一次消音室より下流側に触媒室を形成し、この触媒室に酸化触媒を収容し、一次消音室に臨ませて、排気入口孔と2次空気供給路の出口とを開口し、この一次消音室内で、その2次空気供給路の出口と排気入口孔との間に、2次空気吸出し防止板を介在させ、この一次消音室内で、排気圧力の脈動により、2次空気供給路の出口から供給されて来た2次空気が、排気入口孔へ短絡して吸い出されることを、2次空気吸出し防止板で防止するように構成した。 Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-58817 (Patent Document 1) purifies and silences exhaust gas while storing an oxidation catalyst in an engine muffler and preventing secondary air from flowing back into the cylinder chamber with a simple structure. Disclosed is a device for purifying and silencing exhaust gas of a mixture-air intake type engine, which reduces the size of the engine by reducing the size of the device. This exhaust gas purification / silencer for an air-fuel mixture type engine communicates an oxidation catalyst and a muffler with the exhaust port of the air-fuel mixture type engine, and the exhaust gas purification system is connected to an exhaust gas passage upstream of the oxidation catalyst. A device for purifying and silencing exhaust gas of a mixed-air intake type engine configured to communicate with a secondary air supply path for the engine, wherein a catalyst chamber is formed downstream of the primary silencing chamber in the muffler body of the muffler, An oxidation catalyst is accommodated in the catalyst chamber, facing the primary silencing chamber, the exhaust inlet hole and the outlet of the secondary air supply path are opened, and the outlet of the secondary air supply path and the exhaust gas are opened in the primary silencing chamber. The secondary air suction prevention plate is interposed between the inlet hole and the secondary air supplied from the outlet of the secondary air supply path by the pulsation of the exhaust pressure in the primary silencing chamber. Secondary air sucking out that is short-circuited to And configured to prevent at stop plate.
この混合気吸入式エンジンの排気ガスの浄化・消音装置によると、エンジンの排気の圧力脈動の負圧力の部分で、2次空気が2次空気供給路の出口からマフラの一次消音室8に吸い込まれる。この2次空気は、2次空気吸出し防止板で迂回させられて、通気抵抗を与えられた後に、排気入口孔に到達するため、シリンダ室へ逆流する量が大幅に低減する。これにより、シリンダ室内の適正濃度の混合気が2次空気の混入により希薄化されて、燃焼しにくくなる度合いが大幅に低減され、シリンダ室内でのHC・COの発生量が少なくなる。 According to the exhaust gas purification / silencer device of the air-fuel mixture type engine, the secondary air is sucked into the muffler primary silencing chamber 8 from the outlet of the secondary air supply passage at the negative pressure portion of the engine exhaust pressure pulsation. It is. Since this secondary air is bypassed by the secondary air suction prevention plate and given ventilation resistance, it reaches the exhaust inlet hole, so that the amount of backflow to the cylinder chamber is greatly reduced. As a result, the air-fuel mixture having an appropriate concentration in the cylinder chamber is diluted by mixing with the secondary air, and the degree of difficulty in combustion is greatly reduced, and the amount of HC / CO generated in the cylinder chamber is reduced.
特開平5−71336号公報(特許文献2)は、内燃機関の排気管内への導入空気量を最適値に制御して、排気ガス浄化の効率を上げる、内燃機関の排気管内空気導入装置を開示する。この内燃機関の排気管内空気導入装置は、導入する空気量を任意の時間間隔で変化させるおよび/または上記導入する空気量の変化の大きさを任意に設定する空気量制御手段を備える。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 5-71336 (Patent Document 2) discloses an exhaust pipe air introduction device for an internal combustion engine that increases the efficiency of exhaust gas purification by controlling the amount of air introduced into the exhaust pipe of the internal combustion engine to an optimum value. To do. The exhaust pipe air introducing device of the internal combustion engine includes air amount control means for changing the amount of air to be introduced at an arbitrary time interval and / or arbitrarily setting the magnitude of the change in the amount of air to be introduced.
この内燃機関の排気管内空気導入装置によると、空気量制御手段により調節された排気管内に導入する空気量の変化により、触媒に応じた最適の空気量が導入され、排気管・触媒での排気ガス浄化作用を効率良く促進することができる。 According to the exhaust pipe air introduction device of the internal combustion engine, the change in the air quantity introduced into the exhaust pipe adjusted by the air quantity control means introduces the optimum air quantity according to the catalyst, and the exhaust pipe / catalyst exhaust gas. The gas purification action can be efficiently promoted.
特開昭56−9618号公報(特許文献3)は、エンジンの低負荷時において排気行程終期のオーバラップ時に排気管へ供給された空気の一部が燃焼室内へ逆流し燃焼室内部の混合気を希釈して燃焼を不安定とすることを回避する、四行程多気筒エンジンを開示する。この四行程多気筒エンジンは、燃焼室から導かれる排気通路に、逆止弁を有する2次空気通路を連通させ排気圧の脈動を利用して排気中に大気を導入するようにしたものにおいて、吸気通路の吸気弁近傍から、燃焼室内のシリンダ軸芯から一側に偏した位置へ指向する墳口を設け、その墳口に連なる副通路によって各吸気通路の墳口を互いに連通した。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-9618 (Patent Document 3) discloses that a part of the air supplied to the exhaust pipe at the time of overlap at the end of the exhaust stroke flows backward into the combustion chamber when the engine is under a low load, and the air-fuel mixture in the combustion chamber. A four-stroke multi-cylinder engine is disclosed that avoids destabilizing and destabilizing combustion. In this four-stroke multi-cylinder engine, a secondary air passage having a check valve is connected to an exhaust passage led from a combustion chamber so that the atmosphere is introduced into the exhaust using pulsation of exhaust pressure. A throat that is directed from the vicinity of the intake valve of the intake passage to a position that is biased to one side from the cylinder axis in the combustion chamber is provided, and the throat of each intake passage is communicated with each other by a sub-passage that extends to the throat.
この四行程多気筒エンジンによると、排気通路内に流入した大気が燃焼室内に多量に逆流するエンジンの低負荷運転時には、墳口を通して燃焼室内に細く高速の吸気流がシリンダの軸芯の回りを旋回する高速の渦流になってその燃焼を促進する。
しかしながら、上述した特許文献においても、以下のような問題点がある。特許文献1に開示された排気ガスの浄化・消音装置では、一次消音室内に2次空気吸出し防止板を新たに設けらねればならない。特許文献2に開示された排気管内空気導入装置は、排気管に供給される2次空気の量を任意の時間間隔で変更したり空気量を任意に設定して排気ガスの浄化を促進するものにすぎない。そのため、たとえば2次空気の供給間隔を短く設定したり、2次空気の量を多く設定したりすると、エンジンのシリンダ室内に2次空気が逆流する場合もありリーンな状態で燃焼が行なわれるという問題を解決できない。特許文献3に開示されたエンジンでは、特に低負荷時においてシリンダ室内への2次空気の逆流対策として、その逆流を高速の渦流として火焔伝搬性を高めるような墳口を設ける必要がある。 However, the above-described patent documents also have the following problems. In the exhaust gas purification / silencer disclosed in Patent Document 1, a secondary air suction prevention plate must be newly provided in the primary silencer chamber. The exhaust pipe air introduction device disclosed in Patent Document 2 promotes purification of exhaust gas by changing the amount of secondary air supplied to the exhaust pipe at an arbitrary time interval or arbitrarily setting the amount of air. Only. Therefore, for example, if the secondary air supply interval is set short or the amount of secondary air is set large, the secondary air may flow back into the cylinder chamber of the engine, and combustion is performed in a lean state. The problem cannot be solved. In the engine disclosed in Patent Document 3, it is necessary to provide a spout for improving the flame propagation property by using the reverse flow as a high-speed vortex as a countermeasure against the reverse flow of the secondary air into the cylinder chamber particularly at low load.
このような開示技術を用いても、2次空気の一部が燃焼室に流入し、燃焼空燃比が希薄になり、エンジンの燃焼が不安定になることを的確に回避できない。特に、燃料の性状やバルブデポジットの影響、点火系統の異常等により、エンジンの燃焼がさらに不安定になることもあり得る。 Even if such disclosed technology is used, it cannot be avoided accurately that a part of the secondary air flows into the combustion chamber, the combustion air-fuel ratio becomes lean, and the combustion of the engine becomes unstable. In particular, engine combustion may become more unstable due to the influence of fuel properties, valve deposits, ignition system abnormality, and the like.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、排気浄化を目的とした2次空気供給系において、排気浄化を実現しつつエンジンの安定運転を実現する、制御装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to achieve stable operation of the engine while realizing exhaust purification in a secondary air supply system for exhaust purification. It is to provide a control device.
第1の発明に係る制御装置は、内燃機関の排気系の排気浄化装置より上流側に2次空気を供給する2次空気供給装置を制御する。この制御装置は、内燃機関における燃焼状態を検知するための検知手段と、検知された燃焼状態に基づいて、2次空気の供給を制御するための制御手段とを含む。 A control device according to a first aspect of the invention controls a secondary air supply device that supplies secondary air to an upstream side of an exhaust purification device of an exhaust system of an internal combustion engine. The control device includes detection means for detecting a combustion state in the internal combustion engine, and control means for controlling the supply of secondary air based on the detected combustion state.
第1の発明によると、内燃機関における燃焼状態が、たとえば不安定であると、燃焼空燃比がリーンになり燃焼不安定になっていることが考えられるので、2次空気の供給を禁止したり制限したりするように2次空気供給装置が制御される。これにより、燃焼空燃比のリーン化が抑制されるので、エンジンの燃焼不安定が解消されて、ドライバビリティの悪化や、燃焼空燃比のリーン化による燃焼不良に起因する排気エミッションの悪化を防止できる。一方、内燃機関における燃焼状態が、たとえば不安定でないと、2次空気が排気浄化装置より上流側の排気管に供給され、排気中のHC、COの2次燃焼を促して排気の浄化を図るとともに、排気温度を上昇させて排気浄化装置の3元触媒の昇温を促進することにより排気エミッションの悪化を抑制する。その結果、排気浄化を目的とした2次空気供給系において、排気浄化を実現しつつエンジンの安定運転を実現する、制御装置を提供することができる。 According to the first invention, if the combustion state in the internal combustion engine is unstable, for example, it is considered that the combustion air-fuel ratio becomes lean and the combustion becomes unstable. The secondary air supply device is controlled so as to limit the amount. As a result, leaning of the combustion air-fuel ratio is suppressed, so that combustion instability of the engine is eliminated, and deterioration of drivability and deterioration of exhaust emission due to poor combustion due to leaning of the combustion air-fuel ratio can be prevented. . On the other hand, if the combustion state in the internal combustion engine is not unstable, for example, the secondary air is supplied to the exhaust pipe upstream of the exhaust purification device, and the secondary combustion of HC and CO in the exhaust is promoted to purify the exhaust. At the same time, the exhaust temperature is increased to promote the temperature increase of the three-way catalyst of the exhaust purification device, thereby suppressing the deterioration of exhaust emission. As a result, it is possible to provide a control device that achieves stable engine operation while realizing exhaust purification in a secondary air supply system for exhaust purification.
第2の発明に係る制御装置は、内燃機関の排気系の排気浄化装置より上流側に2次空気を供給する2次空気供給装置を制御する。この制御装置は、内燃機関において予測される燃焼状態を検知するための検知手段と、予測された燃焼状態に基づいて、2次空気の供給を制御するための制御手段とを含む。 A control device according to a second aspect of the invention controls a secondary air supply device that supplies secondary air to an upstream side of an exhaust purification device of an exhaust system of an internal combustion engine. The control device includes a detection unit for detecting a combustion state predicted in the internal combustion engine, and a control unit for controlling the supply of secondary air based on the predicted combustion state.
第2の発明によると、内燃機関における燃焼状態が、たとえば不安定になることが予測されると、2次空気の供給を禁止したり制限したりするように2次空気供給装置が制御される。これにより、燃焼空燃比のリーン化が抑制されるので、エンジンの燃焼が不安定になる要因を取り除くことができ、ドライバビリティの悪化や、燃焼空燃比のリーン化による燃焼不良に起因する排気エミッションの悪化を防止できる。一方、内燃機関における燃焼状態が、たとえば不安定になることが予測されないと、2次空気が排気浄化装置より上流側の排気管に供給され、排気中のHC、COの2次燃焼を促して排気の浄化を図るとともに、排気温度を上昇させて排気浄化装置の3元触媒の昇温を促進することにより排気エミッションの悪化を抑制する。その結果、排気浄化を目的とした2次空気供給系において、排気浄化を実現しつつエンジンの安定運転を実現する、制御装置を提供することができる。 According to the second invention, when it is predicted that the combustion state in the internal combustion engine becomes unstable, for example, the secondary air supply device is controlled so as to prohibit or restrict the supply of the secondary air. . This prevents leaning of the combustion air-fuel ratio, thereby eliminating the factors that make the engine combustion unstable, and exhaust emissions due to poor drivability and poor combustion due to leaning of the combustion air-fuel ratio. Can be prevented. On the other hand, if the combustion state in the internal combustion engine is not predicted to be unstable, for example, secondary air is supplied to the exhaust pipe upstream of the exhaust purification device, and promotes secondary combustion of HC and CO in the exhaust. While purifying the exhaust gas, the exhaust gas temperature is raised to promote the temperature rise of the three-way catalyst of the exhaust gas purification device, thereby suppressing the deterioration of the exhaust emission. As a result, it is possible to provide a control device that realizes stable engine operation while achieving exhaust purification in a secondary air supply system for exhaust purification.
第3の発明に係る制御装置においては、第1または2の発明の構成に加えて、検知手段は、燃焼状態が不安定であることを検知するための手段を含む。 In the control device according to the third invention, in addition to the configuration of the first or second invention, the detecting means includes means for detecting that the combustion state is unstable.
第3の発明によると、排気管内燃機関の燃焼が不安定であるのは、排気浄化装置より上流側の排気管に供給された空気が燃焼室に逆流して燃料空燃比がリーン化しているためであると判断して、2次空気供給装置を制御することができる。 According to the third aspect of the invention, the combustion of the exhaust pipe internal combustion engine is unstable because the air supplied to the exhaust pipe upstream of the exhaust purification device flows backward into the combustion chamber and the fuel air-fuel ratio becomes lean. Therefore, the secondary air supply device can be controlled.
第4の発明に係る制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、検知手段は、内燃機関の回転数に基づいて、燃焼状態が不安定であることを検知するための手段を含む。 In the control device according to the fourth aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect, the detection means includes means for detecting that the combustion state is unstable based on the rotational speed of the internal combustion engine. .
第4の発明によると、内燃機関の回転数が低下したり変動したりすると、内燃機関の燃焼が不安定であると判断して、2次空気の供給を停止したり制限したりできる。 According to the fourth invention, when the rotational speed of the internal combustion engine decreases or fluctuates, it is determined that the combustion of the internal combustion engine is unstable, and the supply of secondary air can be stopped or limited.
第5の発明に係る制御装置においては、第4の発明の構成に加えて、検知手段は、内燃機関の回転数の低下に基づいて、燃焼状態が不安定であることを検知するための手段を含む。 In the control device according to the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fourth aspect of the invention, the detection means is means for detecting that the combustion state is unstable based on a decrease in the rotational speed of the internal combustion engine. including.
第5の発明によると、内燃機関の回転数が低下したことに基づいて、燃焼状態が不安定であることを検知することができる。 According to the fifth aspect of the invention, it is possible to detect that the combustion state is unstable based on the decrease in the rotational speed of the internal combustion engine.
第6の発明に係る制御装置においては、第4の発明の構成に加えて、検知手段は、内燃機関の回転数の変動に基づいて、燃焼状態が不安定であることを検知するための手段を含む。 In the control device according to the sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fourth aspect of the invention, the detection means is means for detecting that the combustion state is unstable based on fluctuations in the rotational speed of the internal combustion engine. including.
第6の発明によると、内燃機関の回転数が変動したことに基づいて、燃焼状態が不安定であることを検知することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to detect that the combustion state is unstable based on the change in the rotational speed of the internal combustion engine.
第7の発明に係る制御装置においては、第2の発明の構成に加えて、検知手段は、内燃機関に供給される燃料成分に基づいて、予測される燃焼状態が不安定であることを検知するための手段を含む。 In the control device according to the seventh aspect of the invention, in addition to the configuration of the second aspect of the invention, the detecting means detects that the predicted combustion state is unstable based on the fuel component supplied to the internal combustion engine. Means for doing so.
第7の発明によると、内燃機関に供給される燃料成分を表わす重質度等に基づいて、燃焼状態が不安定であることを予測することができる。 According to the seventh aspect of the invention, it is possible to predict that the combustion state is unstable based on the degree of heavyness representing the fuel component supplied to the internal combustion engine.
第8の発明に係る制御装置においては、第1〜7のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、燃焼状態が不安定であると、2次空気の供給量が減少するように制御するための手段を含む。 In the control device according to the eighth invention, in addition to the configuration of any one of the first to seventh inventions, the control means is arranged so that the supply amount of the secondary air decreases when the combustion state is unstable. Means for controlling.
第8の発明によると、内燃機関における燃焼状態が不安定であるということは、燃焼空燃比がリーンになり燃焼不安定になっていることが考えられるので、2次空気の供給量を減少させるように2次空気供給装置が制御される。これにより、燃焼空燃比のリーン化が抑制されるので、エンジンの燃焼不安定が解消される。 According to the eighth invention, the fact that the combustion state in the internal combustion engine is unstable means that the combustion air-fuel ratio becomes lean and the combustion becomes unstable, so the supply amount of secondary air is reduced. Thus, the secondary air supply device is controlled. Thereby, leaning of the combustion air-fuel ratio is suppressed, so that combustion instability of the engine is eliminated.
第9の発明に係る制御装置においては、第1〜7のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、燃焼状態の不安定の度合いに基づいて、2次空気の供給量を変更するための手段を含む。 In the control device according to the ninth invention, in addition to the configuration of any one of the first to seventh inventions, the control means changes the supply amount of the secondary air based on the degree of instability of the combustion state. Means for.
第9の発明によると、内燃機関における燃焼状態の不安定の度合いに対応させて、2次空気の供給量を減少させるように2次空気供給装置を制御することができる。 According to the ninth aspect, the secondary air supply device can be controlled so as to reduce the supply amount of the secondary air in accordance with the degree of instability of the combustion state in the internal combustion engine.
第10の発明に係る制御装置は、第1〜9のいずれかの発明の構成に加えて、内燃機関に関係する異常を検知するための手段と、異常が検知されると、2次空気の供給を停止または供給量が減少するように制御するための手段とをさらに含む。 In addition to the configuration of any one of the first to ninth inventions, the control device according to the tenth invention includes means for detecting an abnormality related to the internal combustion engine, and if an abnormality is detected, And means for controlling the supply to stop or to reduce the supply amount.
第10の発明によると、内燃機関を制御するために設けられた各種のセンサなどが異常を検知すると、2次空気の供給を停止または供給量が減少するように制御される。このようにすると、センサ異常時に内燃機関の不安定状態であるか否かが不明であるので、2次空気の供給を停止または供給量が減少させて、燃料空燃比がリーンにならないようにして、内燃機関が不安定になることを回避できる。 According to the tenth invention, when various sensors provided for controlling the internal combustion engine detect an abnormality, the supply of secondary air is controlled to be stopped or the supply amount is reduced. In this way, it is unclear whether the internal combustion engine is in an unstable state when the sensor is abnormal, so stop supplying the secondary air or reducing the supply amount so that the fuel air-fuel ratio does not become lean. It is possible to prevent the internal combustion engine from becoming unstable.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1に、本発明の実施の形態に係る2次空気供給系の制御装置を含む、エンジンおよびその周辺機器の全体構成を示す。この2次空気供給装置10は、内燃機関である多気筒ガソリンエンジン(以下、単にエンジンと記載する)20に取り付けられる。エンジン20には吸気管200と排気管210とが取り付けられている。吸気管200には、スロットル240が配置され、吸気フィルタ250に接続されている。吸気フィルタ250とスロットル240の間には、空気量(一次空気量)を測定するためのエアフローメータ260、吸気温度を測定するための吸気温センサ270とが配置されている。
FIG. 1 shows an overall configuration of an engine and its peripheral devices including a control device for a secondary air supply system according to an embodiment of the present invention. The secondary
また、エンジン20にはエンジン回転数を計測するためのエンジン回転数センサ280が取り付けられている。エンジン20を制御するエンジンECU(Electronic Control Unit)2000には、これらエアフローメータ260、吸気温センサ270、エンジン回転数センサ280のほか図示していないエンジン冷却水温センサの出力信号やスロットル240の開度等の情報が入力されている。
The
排気管210の下流には、3元触媒からなる排気浄化装置220が配置されている。排気浄化装置220の上流と下流の双方に排気中の酸素濃度を検知するためのO2センサ310、320が配置されている。なお、O2センサに代えて、空燃比(A/F)センサ、リニアO2センサを用いてもよい。
An
2次空気供給装置10は、吸気管200の吸気フィルタ250とスロットル240との間の位置と排気管210のエンジン20と上流側O2センサ310との間を接続する2次空気供給通路110を備える。2次空気供給通路110には、吸気管200側から電気モータ駆動式のエアポンプ(AP)120、エアスイッチングバルブ(ASV)130、逆止弁であるリード弁(RV)140が配置される。AP120とASV130との間に圧力センサ150が配置されている。このASV130には、吸気管200のスロットル240の下流から延びる配管160が接続されており、この配管160にはさらに電磁弁170が配置されている。
The secondary
2次空気供給装置10の動作を制御する制御装置1000は、エンジンECU2000と相互に情報を通信できるように接続されている。また、圧力センサ150、O2センサ310、320の出力信号が入力されるとともに、AP120のモータ駆動と電磁弁170の開閉を制御する。なお、制御装置1000は、エンジンECU2000により構成されるようにしてもよい。
A
2次空気供給装置10は、エンジン20の燃焼が安定している状態においては、制御装置1000が電磁弁170を開くことで、吸気管200内の負圧をASV130に導いて、ASV130を開制御するとともに、エアポンプ120を駆動させることで、エアフィルタ250を通過した空気の一部を2次空気供給通路110を介して排気管210内に導く。このとき、エンジン20の燃焼が安定している度合いに基づいて、排気管210に導かれる空気の量が多くなるように制御するようにすることもできる。
In a state where the combustion of the
一方、エンジン20の燃焼が安定していない状態や安定しなくなること予測される場合には、制御装置1000が電磁弁170を閉じて、ASV130を閉制御するとともに、エアポンプ120を停止させることで、エアフィルタ250を通過した空気の一部を2次空気供給通路110を介して排気管210内に導くかないようにする。このとき、エンジン20の燃焼が安定していない度合いに基づいて、排気管210に導かれる空気の量が少なくなるように制御するようにすることもできる。
On the other hand, when it is predicted that the combustion of the
なお、排気管210内に導かれた空気は、排気中の酸素濃度を上昇させ、そのA/Fを上げ、排気中のHC、COの排気管210における2次燃焼を促して排気の浄化を図る。さらに、排気温度を上昇させて排気浄化装置220の3元触媒の昇温を促進することにより排気エミッションの悪化を抑制する。なお、ASV130と電磁弁170の組み合わせに代えて、ASV130の部分には、直接、電磁弁を使用することもできる。
The air introduced into the
図2を参照して、制御装置1000で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
With reference to FIG. 2, a control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、制御装置1000は、エンジン20の燃焼状態を検出する。このとき、制御装置1000は、エンジン回転数センサ280により計測されたエンジン回転数が低下したこと、エンジン回転数が変動したことにより、エンジン20の燃焼状態が不安定であることを検出する。エンジン20の燃焼状態が不安定であることを検出すると、制御装置1000は、たとえばエンジン燃焼不安定フラグを0から1にセットする。
In step (hereinafter, step is referred to as S) 100,
S200にて、制御装置1000は、エンジン20の燃焼が不安定であることを検出したか否かを判断する。これは、たとえばエンジン燃焼不安定フラグが1にセットされているとエンジン20の燃焼が不安定であると判断される。エンジン20の燃焼が不安定であると判断されないと(S200にてNO)、処理はS300へ移される。もしそうでないと、(S200にてYES)、処理はS400へ移される。
In S200,
S300にて、制御装置1000は、エンジン20の燃焼が不安定であると判断されなかったので、2次空気の供給を許可する。
In S300,
S400にて、制御装置1000は、エンジン20の燃焼が不安定であると判断されたので、2次空気の供給を禁止または制限する。
In S400,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本発明の実施の形態に係る2次空気供給系の制御装置の動作について説明する。 The operation of the control device for the secondary air supply system according to the embodiment of the present invention based on the above-described structure and flowchart will be described.
車両の走行中に、制御装置1000によりエンジン20の燃焼状態が検出される。このとき、エンジン回転数センサ280により計測されたエンジン20の回転数と、予め定められた燃焼不安定であることを示すエンジン回転数低下しきい値やエンジン回転数変動しきい値とを比較して、エンジン20の燃焼状態が検出される。
While the vehicle is traveling, the
エンジン20における燃焼が不安定でないと(S200にてNO)、2次空気が供給される(S300)。供給された2次空気は、排気中の酸素濃度を上昇させ、そのA/Fを上げ、排気中のHC、COの排気管210における2次燃焼を促して排気の浄化を図るとともに、排気温度を上昇させて排気浄化装置220の3元触媒の昇温を促進することにより排気エミッションの悪化を抑制する。
If combustion in
エンジン20における燃焼が不安定であると(S200にてYES)、2次空気の供給が停止されたり制限される(S400)。燃焼空燃比のリーン化が抑制されるので、エンジン20の燃焼不安定が解消されて、ドライバビリティの悪化や、燃焼空燃比のリーン化による燃焼不良に起因する排気エミッションの悪化を防止できる。
If combustion in
以上のようにして、本実施の形態に係る係る2次空気供給系の制御装置によると、エンジンの燃焼状態を検出して、エンジンの燃焼が不安定であると排気管への2次空気の供給を禁止したり制限したりする。このため、燃焼空燃比のリーン化が抑制されるので、エンジン20の燃焼不安定が解消される。一方、エンジンの燃焼が不安定でないと排気管へ2次空気が供給され、排気中のHC、COの2次燃焼を促して排気の浄化を図り、3元触媒の昇温を促進することにより排気エミッションの悪化を抑制する。
As described above, according to the control device for the secondary air supply system according to the present embodiment, the combustion state of the engine is detected, and if the combustion of the engine is unstable, the secondary air to the exhaust pipe is Prohibit or restrict supply. For this reason, since leaning of the combustion air-fuel ratio is suppressed, combustion instability of the
なお、図2のS100において、現在のエンジン20の燃焼状態を検出するのではなく、将来のエンジン20の燃焼状態を予測して、予測されたエンジン20の燃焼状態が不安定でないと判断されると(S200にてNO)、処理をS300に移すようにして、予測されたエンジン20の燃焼状態が不安定であると判断されると(S200にてYES)、処理をS400に移すようにしてもよい。この場合、たとえば、燃料であるガソリンに含まれる高分子炭化水素の含有量(重質度)を検出して、この重質度に基づいて将来のエンジン20の燃焼状態を予測する。
In S100 of FIG. 2, the current combustion state of the
また、図2のS100において、エンジン回転数の低下の程度やエンジン回転数の変動の程度に基づいて、エンジンの燃焼の不安定度合いを算出して、その不安程度合いの応じて、排気管200へ供給する空気量を制御するようにしてもよい。このとき、制御装置1000は、エアポンプ120の駆動状態を制御して、排気管200へ供給される空気量を調整してもよいし、電磁弁170の開閉状態を制御して、排気管200へ供給される空気量を調整してもよい。
Further, in S100 of FIG. 2, the degree of instability of engine combustion is calculated based on the degree of decrease in engine speed and the fluctuation in engine speed, and the
また、2次空気の供給を停止する条件として、点火系統の異常検出時、燃料噴射系統の異常検出時、VVT(Variable Valve Timing)制御の異常検出時、スロットル系統の異常検出時、点火系統の異常検出時、O2センサ310、320の異常検出時等であるとしてもよい。このような異常検出時には、2次空気の供給を停止または供給される空気量を制限するようにする。 The conditions for stopping the supply of secondary air are as follows: when detecting an abnormality in the ignition system, when detecting an abnormality in the fuel injection system, when detecting an abnormality in VVT (Variable Valve Timing) control, when detecting an abnormality in the throttle system, It may be when an abnormality is detected, when an abnormality of the O 2 sensors 310 and 320 is detected, or the like. When such an abnormality is detected, the supply of secondary air is stopped or the amount of supplied air is limited.
さらに、上述した実施の形態においてはエアポンプ120を用いて、排気管200に空気を供給するとして説明したが、エアポンプ120を用いることなく、負圧を用いて排気管に空気を供給するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 2次空気供給装置、20 エンジン、110 2次空気供給通路、120 エアポンプ、130 ASV(エアスイッチングバルブ)、140 リード弁(逆止弁)、150 圧力センサ、160 配管、170 電磁弁、200 吸気管、210 排気管、220 排気浄化装置、240 スロットル、250 吸気フィルタ、260 エアフローメータ、270 吸気温センサ、280 エンジン回転数センサ、310、320 O2センサ、1000 制御装置、2000 エンジンECU。
10 secondary air supply device, 20 engine, 110 secondary air supply passage, 120 air pump, 130 ASV (air switching valve), 140 reed valve (check valve), 150 pressure sensor, 160 piping, 170 solenoid valve, 200 intake air Pipe, 210 Exhaust pipe, 220 Exhaust purification device, 240 Throttle, 250 Intake filter, 260 Air flow meter, 270 Intake temperature sensor, 280 Engine speed sensor, 310, 320 O 2 sensor, 1000 Controller, 2000 Engine ECU.
Claims (10)
前記内燃機関における燃焼状態を検知するための検知手段と、
前記検知された燃焼状態に基づいて、前記2次空気の供給を制御するための制御手段とを含む、制御装置。 A control device for a secondary air supply device that supplies secondary air to an upstream side of an exhaust purification device of an exhaust system of an internal combustion engine,
Detecting means for detecting a combustion state in the internal combustion engine;
And a control means for controlling the supply of the secondary air based on the detected combustion state.
前記内燃機関において予測される燃焼状態を検知するための検知手段と、
前記予測された燃焼状態に基づいて、前記2次空気の供給を制御するための制御手段とを含む、制御装置。 A control device for a secondary air supply device that supplies secondary air to an upstream side of an exhaust purification device of an exhaust system of an internal combustion engine,
Detecting means for detecting a combustion state predicted in the internal combustion engine;
And a control means for controlling the supply of the secondary air based on the predicted combustion state.
前記異常が検知されると、2次空気の供給を停止または供給量が減少するように制御するための手段とをさらに含む、請求項1〜9のいずれかに記載の制御装置。
The control device comprises means for detecting an abnormality related to the internal combustion engine;
The control device according to claim 1, further comprising means for controlling the supply of secondary air to be stopped or the supply amount to be reduced when the abnormality is detected.
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JP2003359218A JP2005120971A (en) | 2003-10-20 | 2003-10-20 | Control device for secondary air supply system |
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2003
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